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300M(40CrNi2Si2MoVA)低合金超高強度鋼的熱變形行為及變形組織演變
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司
更新時間：2013-07-17
300M鋼是一種典型的低合金超高強度鋼，其國內牌號為40CrNi2Si2MoVA，它是在4340鋼的基礎上，提高了Si和Ni的含量、增加了V元素而研發出來的。300M鋼具有高淬透性，經淬火+回火后的抗拉強度和硬度分別可以達到1930～2100MPa和52～55HRC，是目前飛機結構中使用強度最高的一個鋼種，廣泛應用于制造各種重要承力構件。南昌航空大學材料科學與工程學院的研究者們基于300M鋼試樣在應變速率為10s-1下的熱壓縮試驗結果，對其熱變形行為及變形組織演變進行了研究，研究結果可為300M鋼鍛件的實際生產提供理論指導。
300M鋼的來料狀態為經鍛造+正火+回火的棒料，將其加工成Φ8mm×12mm的圓柱形試樣后，在Gleeble熱模擬試驗機上進行熱壓縮。熱壓縮試驗溫度分別為700，750，800，850，900，950，1000，1050，1100，1150和1180℃；試樣以10℃·s-1的加熱速度加熱到壓縮溫度，保溫5min后開始壓縮；考慮到300M鋼鍛件的實際生產多在錘上進行，壓縮時的應變速率取為10s-1；每個溫度試樣的高度壓下量分別為0%，5%，10%，15%，20%，25%,30%,40%,50%,對應的真應變分別為0，0.05，0.11，0.16，0.22，0.29,0.39,0.51和0.69；壓縮變形結束后，空冷。
試驗結果表明：
1）300M鋼在應變速率為10s-1時存在3種特征應力-應變曲線。當變形溫度為700～750℃時，應力-應變曲線呈流變失穩型；當變形溫度為800～1000時，應力-應變曲線呈雙峰不連續動態再結晶型；當變形溫度為1050～1180℃時，應力-應變曲線呈單峰不連續動態再結晶型。
2）應力-應變曲線呈流變失穩型的變形組織存在絕熱剪切現象；應力-應變曲線呈雙峰不連續動態再結晶型的變形組織發生了兩輪動態再結晶，熱變形過程中存在兩次晶粒細化現象；應力-應變曲線呈單峰不連續動態再結晶型的變形組織僅發生了一輪動態再結晶，熱變形過程中僅存在一次晶粒細化現象。
3）300M鋼在應變速率為10s-1下熱變形時，變形溫度高于900℃發生了較充分的動態再結晶；而變形溫度高于1100℃時，動態再結晶晶粒發生了明顯的長大現象。因此，為了獲得均勻、細小的動態再結晶變形組織，300M鋼的變形溫度以900～1100℃為宜。
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